KR101875544B1 - 전기 기계를 위한 컴포넌트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기 기계를 위한 컴포넌트에 관련되며, 이 컴포넌트는, 샤프트(1), 둘레 방향으로 샤프트(1)를 둘러싸며 샤프트(1)에 대해 동심으로 배치되는 활성 파트(3), 및 샤프트(1)에 각각 접속되며 그것의 팁(5)이 각각 상기 샤프트(1)로부터 방사상 외향으로 가리키는 적어도 하나의 레그(4)를 포함하는 회전자로서 설계된다. 본 발명은 전기 기계에 대한 컴포넌트에 추가로 관련되며, 이 컴포넌트는, 하우징(2), 하우징(2) 내부에 배치되는 중공 실린더형 활성 파트(3), 및 하우징(2)에 각각 접속되며 그것의 팁(5)이 각각 하우징(2)으로부터 방사상 내향으로 가리키는 적어도 하나의 레그(4)를 포함하는 고정자로서 설계된다. 본 발명은 이러한 컴포넌트 또는 이러한 전기 기계를 조립하기 위한 방법 및 이러한 컴포넌트에 대한 또는 이러한 전기 기계에 대한 서비스 방법에 추가로 관련된다. 본 발명에 의해 다루어지는 문제점은 회전자들 또는 고정자들의 경제적이고 신뢰가능한 조립을 가능하게 하는 것이다. 이 문제점은 컴포넌트가 적어도 하나의 각자의 접속 엘리먼트(6) 및 적어도 하나의 각자의 체결 엘리먼트(7)를 가지는 것으로 해소되며, 여기서 활성 파트(3)는 각각의 경우, 각자의 웨브(4)의 각자의 팁(5) 및 각자의 접속 엘리먼트(6)의 각자의 제1 단부(9)를 수용하기 위한 방사상 외향인 또는 방사상 내향인 개방된 하나의 슬롯(8)을 각각 가지고, 여기서 각자의 슬롯(8), 각자의 레그(4) 및 각자의 접속 엘리먼트(6)는, 각자의 체결 엘리먼트(7)에 의한 각자의 레그(4)에 대한 그것의 각자의 제2 단부(10)의 영역에서의 각자의 접속 엘리먼트(6)의 고정에 의해, 활성 파트(3)에 대한 각자의 레그(4)의 그리고 각자의 접속 엘리먼트(6)의 형상-맞춤 접속(form-fit connection)이 획득될 수 있는 방식으로 설계된다.
Description
본 발명은 전기 기계를 위한 컴포넌트에 관한 것이며, 여기서 컴포넌트는 샤프트, 둘레 방향으로 샤프트를 둘러싸고 샤프트에 대해 동심으로 배치되는 활성 파트, 및 샤프트에 각각 접속되며 그것의 팁이 각각 샤프트로부터 방사상 외향으로 가리키는 적어도 하나의 레그를 포함하는, 회전자로서 설계된다. 본 발명은 또한 전기 기계를 위한 컴포넌트에 관한 것이며, 여기서 컴포넌트는, 하우징, 하우징 내에 배치되는 중공 실린더형 활성 파트, 및 하우징에 접속되며, 그것의 팁이 하우징으로부터 방사상 내향으로 가리키는 적어도 하나의 레그를 포함하는, 고정자로서 설계된다. 본 발명은 추가로 이러한 컴포넌트를 포함하는 전기 기계에 관한 것이다. 본 발명은 추가로, 이러한 컴포넌트 및/또는 이러한 전기 기계를 조립하기 위한 방법 및 마지막으로 이러한 컴포넌트 및/또는 이러한 전기 기계를 위한 서비스 방법에 관한 것이다.
이러한 컴포넌트들 및/또는 방법들은 전기 모터들 또는 발전기들에 대해 통상적으로 사용된다. 특히 멀티-폴 기계들(multi-pole machines)의, 현대의 최적화된 라미네이트된 코어들(laminated cores)은 더욱더 슬림한 디자인인데, 즉, 방사상 높이가 감소된다. 따라서, 라미네이트된 요크와 스파이더 샤프트 또는 하우징 사이의 요구되는 토크 전송은, 경우에 따라, 종래의 수축 관절들(shrink joint)을 통해 더 이상 달성될 수 없는데, 왜냐하면, 레그들 사이의 영역들이 방사상으로 내려오기 때문이다(dip).
예를 들어, 접선 키잉들(tangential keying)과 같은 복잡한/고가의 형상-맞춤 접속들이 대안으로서 종종 사용된다. 이들은 힘들게 맞춰져서 고정되어야 한다. 이들은 수 미터의 큰 길이에 걸쳐서는 사용될 수 없다. 미리 로딩된 파트들의 후속적인 분해는, 그렇게 불가능하지 않다면, 종종 힘들다.
발명의 목적은 회전자들 또는 고정자들이 저가로 그리고 신뢰가능하게 조립될 수 있도록 하는 것이다.
이러한 목적은 회전자 또는 고정자로서 설계된, 도입부에 언급된 타입의 컴포넌트에 의해 달성되며, 컴포넌트는 적어도 하나의 각자의 접속 엘리먼트 및 적어도 하나의 각자의 체결 엘리먼트를 가지고, 활성 파트는, 경우에 따라 각자의 접속 엘리먼트의 각자의 제1 단부 및 각자의 레그의 각자의 팁을 수용하기 위해 방사상 외향으로 또는 방사상 내향으로 개방된 슬롯을 가질 수 있고, 각자의 슬롯, 각자의 레그 및 각자의 접속 엘리먼트는, 활성 파트에 대한 각자의 레그의 그리고 각자의 접속 엘리먼트의 형상-맞춤 접속(form-fit connection)이, 각자의 고정 엘리먼트에 의한, 각자의 제2 단부의 영역에서의, 각자의 레그에 대한 각자의 접속 엘리먼트의 고정에 의해 획득될 수 있도록 설계된다.
목적은 이러한 컴포넌트를 포함하는 전기 기계에 의해 또한 달성된다.
목적은 이러한 컴포넌트 또는 이러한 전기 기계를 조립하기 위한 방법에 의해 추가로 달성되며, 이 방법은:
- 샤프트 또는 하우징 및 샤프트 또는 하우징에 접속되는 각자의 레그를 준비시키는 단계,
- 활성 파트의 각자의 개방 슬롯에 각자의 레그의 각자의 팁을 배치하는 단계,
- 활성 파트의 각자의 슬롯에 각자의 접속 엘리먼트의 각자의 제1 단부를 배치하는 단계,
- 각자의 체결 엘리먼트에 의한 각자의 레그에 대한, 각자의 제2 단부 영역에서의 각자의 접속 엘리먼트의 고정에 의해, 형상-맞춤 방식으로 각자의 레그 및 각자의 접속 엘리먼트를 활성 파트에 접속시키는 단계
를 포함한다.
목적은 마지막으로 이러한 컴포넌트 또는 이러한 전기 기계에 대한 서비스 방법에 의해 달성되며, 이 방법은:
- 각자의 체결 엘리먼트에 의해 각자의 제2 단부 영역에서 각자의 접속 엘리먼트의 각자의 레그로의 고정을 풀어냄으로써 각자의 레그 및 각자의 접속 엘리먼트의 능동 부분에 대한 형상-맞춤 접속을 푸는 단계,
- 활성 파트의 적어도 하나의 파트를 교환 및/또는 수리하는 단계,
- 교환된 활성 파트를 대체하는 활성 파트를 사용하여 그리고/또는 수리된 활성 파트를 사용하여 이러한 컴포넌트를 조립하기 위한 방법을 수행하는 단계
를 포함한다.
제안된 해법은 전기 기계에 대한 회전자들 또는 고정자들이 신뢰가능하게 그리고 비용-효과적인 방식으로 생산될 수 있게 한다. 이러한 목적으로, 회전자들의 경우 샤프트에 접속되고, 고정자들의 경우 하우징에 접속되는 각자의 레그가 제공된다. 하우징은, 전기 기계의 동작 동안 발생하는 토크를 전송하기 위해 활성 파트가 접속되는 지지 구조체를 의미하는 것으로서 다소 일반적으로 이해된다. 각자의 레그의 팁은 각자의 접속 엘리먼트와 함께 형상-맞춤 접속을 통해 활성 파트에 접속된다. 이는 경우에 따라, 샤프트 또는 하우징에 대한 활성 파트의 신뢰가능한 접속이 회전자 또는 고정자에 대해 구현될 수 있게 한다.
형상-맞춤 접속은 경우에 따라, 활성 파트가 샤프트 또는 하우징의 방향으로 개방되는 각자의 슬롯을 가진다는 점에서 달성된다. 각자의 슬롯, 각자의 레그의 각자의 팁 및 각자의 접속 엘리먼트의 각자의 제1 단부는, 각자의 팁 및 각자의 접속 엘리먼트가 각자의 슬롯에 삽입될 수 있도록 설계된다. 각자의 접속 엘리먼트가, 그것의 각자의 제2 단부의 영역에서, 최종적으로 활성 파트에 대한 각자의 레그의 그리고 각자의 접속 엘리먼트의 형상-맞춤 접속을 획득하기 위해 체결 엘리먼트에 의해 각자의 레그에 고정된다는 것이 제공된다.
따라서, 제안되는 회전자 또는 고정자 및 제안되는 방법들은 비교적 약한 요크들을 허용하며, 요크들의 방사 높이는 비교적 낮다. 형상-맞춤 접속은 가변 토크들의 신뢰가능한 전송을 또한 허용한다.
제안되는 해법의 특별한 장점은, 회전자의 경우, 요크들이 샤프트 상으로 수축하기 위해 더 이상 가열될 필요가 없다는 것이다. 고정자의 경우, 제안되는 해법의 장점은, 활성 파트 상으로 수축하기 위해 하우징이 더 이상 가열될 필요가 없다는 것이다. 특히, 고정자의 활성 파트가 라미네이트된 코어를 가지는 경우, 이는 코어 스택에 대한 하우징의, 즉, 후방 측면(profile)들을 가지는 지지 구조체의 힘든 용접에 대한 필요성을 제거한다.
특히, 이는 각자의 활성 파트에 대한 감온성(thermally sensitive) 재료들 또는 컴포넌트들의 사용을 허용한다. 특히, 회전자들의 경우, 감온성 영구 자석 시스템들이 사용될 수 있다.
따라서, 예를 롤러 드라이브들에 대해 현재 사용되는 들어, 복잡한/고가의 형상-맞춤 또는 키잉 시스템들이 대체될 수 있다.
발명의 유리한 실시예에서, 각자의 체결 엘리먼트에 의한 각자의 레그에 대한 각자의 접속 엘리먼트의 고정은 기계적으로 분리가능한 접속으로서 설계될 수 있다.
각자의 레그에 대한 각자의 접속 엘리먼트의 기계적으로 분리가능한 접속은 활성 파트의 적어도 일부분의 교체 또는 수리를 용이하게 한다. 이러한 종류의 접속으로 인해, 조립된 컴포넌트의 경우, 고정은, 비교적 용이하게 그리고 편리하게 풀릴 수 있고, 그 결과 활성 파트는 특히 용이하게 액세스가능하고, 필요한 경우 샤프트 또는 하우징으로부터 탈착될 수 있다. 특히, 위에서 설명된 서비스 방법은 기계적으로 분리가능한 접속에 의해 간략화된다.
발명의 다른 유리한 실시예에서, 각자의 체결 엘리먼트는, 특히 압축 피팅을 위한 리벳 또는 볼트로서 구현된다.
예를 들어, 각자의 접속 엘리먼트는 각자의 체결 엘리먼트에 대한 대응하는 굴착된(drilled) 스루-홀을 가지고, 각자의 레그는 또한 바람직하게는 각자의 체결 엘리먼트를 수용하기 위한 대응하는 홀을 가진다. 예를 들어, 각자의 레그의 홀은 블라인드 홀 또는 스루-홀로서 구현될 수 있다. 각자의 체결 엘리먼트가, 특히 압축 피팅을 위한 볼트인 경우, 각자의 레그의 홀은 바람직하게는 대응하는 내부 스레드를 가진다.
발명의 다른 유리한 실시예에서, 각자의 슬롯은 둘레 방향으로 그것의 각자의 슬롯 바닥에 대해 적어도 섹션별로 넓어진다.
회전자 또는 고정자로서 구현되는 컴포넌트에 대해, 각자의 슬롯 바닥은 경우에 따라 각자의 슬롯의 방사상으로 외부 또는 내부 단부에 위치된다. 각자의 슬롯의 둘레 방향으로의 폭이 슬롯의 각자의 개구로부터 적어도 섹션별로 각자의 슬롯 바닥까지 증가하도록, 각자의 슬롯의 적어도 섹션별 넓어짐이 수행된다. 각자의 슬롯 바닥으로부터 슬롯의 각자의 개구까지, 슬롯은 따라서 적어도 섹션별로 웨지-형상이다(wedge-shaped).
각자의 슬롯의 이러한 설계는 각자의 레그의, 각자의 접속 엘리먼트의, 그리고 활성 파트의 단단하고 신뢰가능한 접속을 허용한다. 이는, 예를 들어, 함께 각자의 제2 단부를 향한 둘레 방향으로 증가하는 폭을 가지는 각자의 레그 및 각자의 접속 엘리먼트가, 설명된, 적어도 섹션별로 웨지-형상의 각자의 슬롯 내로 삽입되거나 삽입되었다는 점에서 달성된다. 따라서 활성 파트에 대한 각자의 레그의 그리고 각자의 접속 엘리먼트의 형상-맞춤 접속이 달성된다.
발명의 다른 유리한 실시예에서, 상기 슬롯은 적어도 섹션별로 도브테일-형상이다(dovetail-shaped).
각자의 레그 및 각자의 접속 엘리먼트는 따라서, 각자의 레그의, 각자의 접속 엘리먼트의 그리고 활성 파트의 특히 신뢰가능한 접속이 획득될 수 있도록, 이들이 함께 각자의 도브테일-형상의 슬롯에 맞물리도록 설계된다.
발명의 다른 유리한 실시예에서, 각자의 레그는 각자의 슬롯의 제1 측방 표면에 할당되는 적어도 측방 표면의 영역에서 둘레 방향으로 그것의 팁쪽으로 넓어진다.
조립된 상태에서, 각자의 레그의 상기 측방 표면은 적어도 섹션별로, 각자의 슬롯의 제1 측방 표면과 접촉한다. 각자의 레그는 바람직하게는 각자의 슬롯의 설계에 따라 적어도 상기 측방 표면에서 넓어지고, 따라서 조립된 상태에서, 각자의 레그는 큰 표면 영역에 걸쳐 제1 측방 표면과 접촉한다. 각자의 레그는, 조립된 상태에서, 그것이 각자의 슬롯 바닥과 접촉하도록 유리하게 설계되고, 여기서 그것은 큰 표면 영역에 걸쳐 슬롯 바닥을 누른다. 특히, 각자의 레그는 따라서 적어도 상기 측방 표면의 영역에서 본질적으로 도브테일-형상으로 만들어질 수 있다.
발명의 다른 유리한 실시예에서, 각자의 접속 엘리먼트는 둘레 방향으로 그것의 각자의 제1 단부 쪽으로, 각자의 슬롯의 제2 측방 표면에 할당되는 측방 표면의 영역 내에서, 넓어진다.
조립된 상태에서, 각자의 접속 엘리먼트의 상기 측방 표면은, 적어도 섹션별로, 각자의 슬롯의 제2 측방 표면과 접촉한다. 각자의 접속 엘리먼트는 각자의 슬롯의 설계에 대응적으로 적어도 상기 측방 표면에서 바람직하게 넓어지고, 따라서, 조립된 상태에서, 각자의 접속 엘리먼트는 큰 표면 영역에 걸쳐 제2 측방표면과 접촉한다. 각자의 접속 엘리먼트는, 조립된 상태에서, 그것이 각자의 슬롯 바닥과 접촉하도록 유리하게 설계되고, 여기서 그것은 큰 표면 영역에 걸쳐 슬롯 바닥을 바람직하게 누른다. 특히, 각자의 접속 엘리먼트는 따라서 적어도 상기 측방 표면의 영역에서 본질적으로 도브테일-형상일 수 있다.
발명의 다른 유리한 실시예에서, 개별 접속 엘리먼트는, 그것의 두 단부들 사이에, 그것의 각자의 레그에 대향하는 측면 상에, 각자의 접속 엘리먼트의 조립된 상태에서 각자의 레그를 누르는 피벗점, 특히, 돌출부를 가지고, 각자의 접속 엘리먼트는 더 짧은 제1 레버 암 및 더 긴 제2 레버 암을 가지고, 제1 레버 암은 각자의 접속 엘리먼트가 슬롯 내의 활성 파트를 누르는 저거도 하나의 제1 접촉점과 피벗점 사이의 유효 길이이고, 제2 레버 암은 각자의 접속 엘리먼트가, 그것의 각자의 제2 단부의 영역에서, 각자의 체결 엘리먼트에 의해 각자의 레그에 고정되는 적어도 하나의 제2 접촉점와 피벗점 사이의 유효 길이이다.
각자의 접속 엘리먼트가 돌출부를 가지는 경우, 이는 피벗점으로서 작용한다. 대안적으로, 각자의 접속 엘리먼트가 별도의 돌출부를 가지지 않고 각자의 레그가 이를 통해 각자의 접속 엘리먼트가 피벗점 주위에서 회전할 수 있는 대응하는 높이(elevation)를 가진다는 것이 또한 가능하다. 상기 피벗점은 각자의 접속 엘리먼트를 더 짧은 제1 레버 암 및 더 긴 제2 레버 암으로 세부분할한다. 피벗점의 위치와 함께 제1 레버 암을 결정하는 제1 접촉점은 각자의 접속 엘리먼트가 슬롯 바닥을 또는 각자의 슬롯의 제2 측면을 누르는 각자의 접속 엘리먼트 상의 포인트이다.
각자의 접속 엘리먼트의 이러한 설계는 활성 파트에 대한 각자의 레그의 그리고 각자의 접속 엘리먼트의 신뢰가능한 접속을 위해 요구되는 전부하력(preload force)들이 비교적 간단하고 작은 체결 엘리먼트들을 사용하여 토글 레버(toggle lever) 원리에 따라 달성되도록 허용한다. 따라서, 심지어 각자의 체결 엘리먼트에 대한 비교적 작은 전부하력이라도 상기 접속을 위한 충분히 큰 전부하력을 달성하는데 충분할 수 있다. 특히, 토글 레버 원리는 따라서 비교적 작은 볼트형 접속들에 대해 요구되는 전부하력들을 되돌리도록 사용될 수 있다.
특히, 이는 전기 기계에 대한 비교적 약한 요크들을 달성하는 것을 가능하게 하며, 여기서 가변 토크들은 그럼에도 또한 신뢰가능하게 전송될 수 있다.
레버 비들의 적절한 선택에 의해, 가상으로 임의의 전부하력들이 인가될 수 있다. 제2 레버 암의 길이 대 제1 레버 암의 길이의 비는 바람직하게는 적어도 2:1, 바람직하게는 적어도 3:1 또는 그 이상이다.
발명의 다른 유리한 실시예에서, 제2 레버 암의 길이 대 제1 레버 암의 길이의 비는 적어도 5:1 또는 10:1이다.
특히, 적어도 500 mm의 회전자 직경 또는 고정자 내부 직경을 가지는 더 큰 기계들의 경우, 2개의 레버 암들의 각자의 길이의 비는 활성 파트에 대한 각자의 레그의 그리고 각자의 접속 엘리먼트의 단단한 접속을 제공한다. 그러나, 동시에, 비교적 단순한 각자의 체결 엘리먼트가 사용될 수 있고 그리고/또는 비교적 작은 전부하력이 고려된다.
발명의 다른 유리한 실시예에서, 방사형 방향으로 및/또는 둘레 방향으로 활성 파트에 대해, 특히 플레이-프리(play-free) 방식으로 각자의 레그가 중심이 될 수 있도록 컴포넌트가 설계된다.
컴포넌트의, 특히 각자의 접속 엘리먼트의 이러한 설계는, 회전자 또는 고정자의 특별히 신뢰가능한 어셈블리, 및 특히, 활성 파트에 대한 각자의 레그의 그리고 각자의 접속 엘리먼트의 특별히 로딩가능한 접속이 달성될 수 있게 한다. 예를 들어, 각자의 슬롯 바닥은 또한, 각자의 레그의 그리고 필요한 경우 활성 파트에 대한 각자의 접속 엘리먼트의 방사형 중심화가 달성될 수 있도록 설계될 수 있다.
특히, 이러한 컴포넌트는 특히 가변 토크들 및 진동에 영향을 받지 않는다(immune). 이는 전기 기계들의 비교적 약한 요크들이 플레이-프리 방식으로 중심이 될 수 있게 하고 또한 가변 토크들이 플레이-프리 방식으로 접선으로 전송될 수 있게 한다.
발명의 다른 유리한 실시예에서, 적어도 하나의 조정 엘리먼트가, 각자의 접속 엘리먼트가 그것의 각자의 제2 단부의 영역에서 각자의 체결 엘리먼트에 의해 각자의 레그에 고정되는 제2 접촉점의 영역에서 각자의 접속 엘리먼트와 각자의 레그 사이에 배치된다.
각자의 조정 엘리먼트는 예를 들어, 심(shim)으로서 구현될 수 있다. 따라서 조정은 각자의 조정 엘리먼트들의 두께 또는 개수를 통해 달성될 수 있다. 적어도 하나의 조정 엘리먼트는 특히 허용오차 보상을 위해 사용될 수 있다.
예를 들어, 활성 파트는 영구 자석들과 맞춰지며(fitted with) 및/또는 라미네이트된 설계로 되어 있다.
제안된 컴포넌트들 또는 전기 기계들은 바람직하게는 적어도 1 MW의, 특히 적어도 10 MW의 전력으로 동작될 수 있다. 회전자 직경 또는 고정자 내부 직경은 바람직하게는 적어도 500mm, 특히 적어도 2000mm이다. 제안된 컴포넌트 및/또는 전기 기계는 바람직하게는 배 추진을 위한 POD 드라이브에서 사용된다.
발명은 이제 첨부 도면들에 예시되는 예시적인 실시예에 관련하여 훨씬 더 상세히 기술되고 설명될 것이다.
도 1은 발명에 따른 컴포넌트의 제1 예시적인 실시예를 도시한다.
도 2는 발명에 따른 컴포넌트의 제2 예시적인 실시예를 도시한다.
도 2는 발명에 따른 컴포넌트의 제2 예시적인 실시예를 도시한다.
도 1은 발명에 따른 컴포넌트의 제1 예시적인 실시예를 도시하고, 여기서 단지 상세항목이 예시된다. 제안되는 컴포넌트는 회전자로서 또는 고정자로서 설계될 수 있다.
회전자로서의 컴포넌트의 실시예에서, 컴포넌트가 샤프트(1), 둘레 방향으로 샤프트(1)를 둘러싸며 샤프트(1)에 대해 동심으로 배치되는 활성 파트(3), 및 샤프트(1)에 각각 접속되며 그것의 팁(5)이 각각 샤프트(1)로부터 방사상 외향으로 가리키는 레그(4)를 가진다는 것이 제공된다. 컴포넌트가 고정자로서 설계되는 경우, 컴포넌트가 하우징(2), 하우징(2) 내부에 배치되는 중공 실린더형 활성 파트(3), 및 그것의 포인트들이 하우징(2)으로부터 방사상 내향인 팁(5)과 하우징(2)에 접속되는 레그(4)를 가진다는 것이 제공된다.
컴포넌트는 접속 엘리먼트(6) 및 체결 엘리먼트(7)를 추가로 가지며, 활성 파트(3)는 레그(4)의 팁(5) 및 접속 엘리먼트(6)의 제1 단부(9)를 수용하기 위한 개방 슬롯(8)을 가진다. 회전자 또는 고정자로서의 실시예에서, 슬롯(8)은 경우에 따라 방사상 내향으로 또는 방사상 외향으로 개방된다. 슬롯(8), 레그(4) 및 접속 엘리먼트(6)는, 활성 파트(3)에 대한 레그(4)의 그리고 접속 엘리먼트(6)의 형상-맞춤 접속이, 체결 엘리먼트(7)에 의해 레그(4)에 대한, 그것의 제2 단부(10)의 영역에서의, 접속 엘리먼트(6)의 고정에 의해 획득될 수 있도록 설계된다.
체결 엘리먼트(7)에 의한 레그(4)에 대한 접속 엘리먼트(6)의 고정은 기계적으로 분리가능한 접속으로서 설계된다. 특히 압축 피팅(compression fitting)을 위한 리벳 또는 볼트의 형태인, 체결 엘리먼트(7)가 특히 사용될 수 있다.
도 1에 표시된 바와 같이, 슬롯(8)은 각자의 슬롯 바닥(11)쪽으로 둘레 방향으로 유리하게 넓어진다. 특히, 각자의 슬롯(8)은 적어도 섹션별로 도브테일-형상일 수 있다. 예를 들어, 레그(4)는 슬롯(8)의 제1 측방 표면(13)에 할당되는 측방 표면(12)의 영역에서 둘레 방향으로 넓어지고, 여기서, 대안적으로 또는 추가로, 접속 엘리먼트(6)는 슬롯(8)의 제2 측방 표면(15)에 할당되는 측방 표면(14)의 영역에서 둘레 방향으로 넓어진다.
접속 엘리먼트(6)는, 그것의 2개 단부들(9, 10) 사이에, 레그(4)에 대향하는 측면 상에, 예를 들어, 도 1에 표시된 바와 같이, 돌출부로서 구현될 수 있는 피벗점(16)을 가진다. 대안적으로, 접속 엘리먼트(6)가 별도의 돌출부를 가지지 않고, 레그(4)가 이를 통해 접속 엘리먼트(6)가 피벗점(16) 주위로 회전가능한 대응하는 높이를 가지는 것이 또한 가능하다. 피벗점(16)의 추가적인 양태들이 제2 예시적인 실시예와 관련하여 더 상세히 설명될 것이다.
도 2는 발명에 따른 컴포넌트의 제2 예시적인 실시예의 상세항목을 도시한다. 동일한 항목들은 도 1에서와 동일한 참조 번호들로 표기된다.
슬롯(8)에서, 접속 엘리먼트(6)는 제1 접촉점(19)에서 활성 파트(3)를 누르고, 여기서, 도 2에 표시된 바와 같이, 2개의 제1 접촉점들(19)이 또한 존재할 수 있다. 따라서, 제1 접촉점들(19) 중 하나는 슬롯 바닥(11) 상에 배치될 수 있고, 제1 접촉점들(19) 중 두번째는 슬롯(8)의 제2 측방 표면(15) 상에 배치될 수 있다. 제1 접촉점(19)의 이러한 설계는, 특히 양호한 중심화가, 특히 방사형 방향 및 둘레 방향 모두에서 달성될 수 있게 하며, 이는 예를 들어 플레이-프리 방식으로 구현될 수 있다. 따라서, 2개의 제1 접촉점들(19)에 대해, 피벗점(16)과 각자의 제1 접촉점(19) 사이의 유효 길이에 대응하는 제1 레버 암(17)은, 처음 2개의 접촉점들(19) 중 무엇이 관련되느냐에 따라 더 길거나 더 짧을 수 있다.
접속 엘리먼트(6)는 제1 레버 암(17)보다 더 긴 제2 레버 암(18)을 또한 가지며, 여기서 제2 레버 암(18)은 피벗점(16)과 제2 접촉점(20) 사이의 유효 길이에 대응한다. 제2 접촉점(20)의 경우, 접속 엘리먼트(6)는, 그것의 먼 단부(10)의 영역에서, 체결 엘리먼트(7)에 의해 레그(4)에 고정된다.
특히, 제2 레버 암(18)의 길이 대 제1 레버 암(17)의 길이의 비는 적어도 2:1 또는 3:1일 수 있다. 그러나, 이 비는 유리하게는 적어도 5:1 또는 10:1일 수 있다.
추가로, 접속 엘리먼트(6)가 그것의 제2 단부(10)의 영역에서 체결 엘리먼트(7)에 의해 레그(4)에 고정되는 제2 접촉점(20)의 영역에서 레그(4)와 접속 엘리먼트(6) 사이에 배치되는 조정 엘리먼트(21)가 제공된다. 바람직하게는, 신뢰가능한 중심화, 특히 플레이-프리 중심화(play-free centering)는 조정 엘리먼트(21)에 의해 달성될 수 있다.
제1 예시적인 실시예에 관해 이미 설명된 바와 같이, 접속 엘리먼트(6)는 돌출부로서 구현되는 피벗점(16)을 가질 수 있다. 대안적으로, 접속 엘리먼트(6)가 별도의 돌출부를 가지지 않고, 레그(4)가 이를 통해 접속 엘리먼트(6)가 피벗점 (16) 주위에서 회전가능한 대응하는 높이를 가지는 것이 또한 가능하다.
요약하면, 발명은 전기 기계를 위한 컴포넌트에 관한 것이며, 여기서 컴포넌트는, 샤프트, 둘레 방향으로 샤프트를 둘러싸고 샤프트에 대해 동심으로 배치되는 활성 파트, 및 샤프트에 각각 접속되며 그것의 팁이 각각 샤프트로부터 방사상 외향으로 가리키는 적어도 하나의 레그를 포함하는, 회전자로서 설계된다. 발명은 또한 전기 기계를 위한 컴포넌트에 관련되며, 여기서 컴포넌트는, 하우징, 하우징 내에 배치되는 중공 실린더형 활성 파트, 및 하우징에 각각 접속되며 그것의 팁이 각각 하우징으로부터 방사상 내향으로 가리키는 적어도 하나의 레그를 포함하는 고정자로서 설계된다. 추가로, 발명은 이러한 컴포넌트를 포함하는 전기 기계에 관련된다. 발명은 이러한 컴포넌트 또는 이러한 전기 기계를 조립하기 위한 방법 및 마지막으로 이러한 컴포넌트 또는 전기 기계를 위한 서비스 방법에 추가로 관련된다.
회전자들 또는 고정자들이 저렴하게 그리고 신뢰가능하게 조립될 수 있도록 하기 위해 컴포넌트가 적어도 하나의 각자의 접속 엘리먼트 및 적어도 하나의 각자의 체결 엘리먼트를 가지는 것이 제안되며, 여기서 활성 파트는 경우에 따라, 각자의 접속 엘리먼트의 각자의 제1 단부 및 각자의 레그의 각자의 팁을 수용하기 위해 방사상 내향 또는 방사상 외향인 개방 슬롯을 가지며, 여기서 각자의 슬롯, 각자의 레그 및 각자의 접속 엘리먼트는, 각자의 체결 엘리먼트에 의한 각자의 레그에 대한 그것의 각자의 제2 단부의 영역에서의 각자의 접속 엘리먼트의 고정에 의해, 활성 파트에 대한 각자의 레그의 또는 각자의 접속 엘리먼트의 형상-맞춤 접속이 획득될 수 있도록 설계된다. 또한 이러한 컴포넌트를 포함하는 전기 기계가 제안된다.
이러한 컴포넌트 또는 이러한 전기 기계를 조립하기 위한 방법이 제안되며, 후속하는 단계들:
- 샤프트 또는 하우징 및 샤프트 또는 하우징에 접속되는 각자의 레그를 준비시키는 단계,
- 활성 파트의 각자의 개방 슬롯 내에 각자의 레그의 각자의 팁을 배치하는 단계,
- 활성 파트의 각자의 슬롯 내에 각자의 접속 엘리먼트의 각자의 제1 단부를 배치하는 단계,
- 각자의 체결 엘리먼트에 의한 각자의 레그에 대한 그것의 각자의 제2 단부의 영역에서의 각자의 접속 엘리먼트의 고정에 의해 형상-맞춤 방식으로 활성 파트에 각자의 레그 및 각자의 접속 엘리먼트를 접속시키는 단계
를 포함한다.
마지막으로, 이러한 컴포넌트를 위한 또는 이러한 전기 기계를 위한 서비스 방법이 제안되며, 후속하는 단계들:
- 각자의 체결 엘리먼트에 의한 각자의 레그에 대한 그것의 각자의 제2 단부의 영역에서의 각자의 접속 엘리먼트의 고정을 풀어냄으로써 활성 파트에 대한 각자의 레그의 그리고 각자의 접속 엘리먼트의 형상-맞춤 접속을 푸는 단계,
- 활성 파트의 적어도 하나의 파트를 대체 및/또는 수리하는 단계,
- 교환된 활성 파트를 대체하는 활성 파트를 사용하여 그리고/또는 수리된 활성 파트를 사용하여 이러한 컴포넌트를 조립하기 위한 방법을 수행하는 단계를 포함한다.
Claims (16)
- 전기 기계를 위한 컴포넌트로서,
상기 컴포넌트는,
- 샤프트(1),
- 둘레 방향(circumferential direction)으로 상기 샤프트(1)를 둘러싸며 상기 샤프트(1)에 대해 동심으로 배치되는 활성 파트(3), 및
- 상기 샤프트(1)에 각각 접속되며 그것의 팁(5)이 각각 상기 샤프트(1)로부터 방사상 외향으로 가리키는 적어도 하나의 레그(4)
를 포함하는 회전자(rotor)로서 설계되는 컴포넌트에 있어서,
상기 컴포넌트는 적어도 하나의 각자의 접속 엘리먼트(6) 및 적어도 하나의 각자의 체결 엘리먼트(fastening element)(7)를 가지고,
상기 활성 파트(3)는 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)의 각자의 제1 단부(9) 및 상기 각자의 레그(4)의 각자의 팁(5)을 수용하기 위한 방사상 내향인 개방 슬롯(8)을 각각 가지고,
상기 각자의 슬롯(8), 상기 각자의 레그(4) 및 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)는, 상기 각자의 체결 엘리먼트(7)에 의한 상기 각자의 레그(4)에 대한 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)의 각자의 제2 단부(10)의 영역에서의 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)의 고정에 의해, 상기 활성 파트(3)에 대한 상기 각자의 레그(4)의 그리고 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)의 형상-맞춤 접속(form-fit connection)이 획득될 수 있도록 설계되는 것을 특징으로 하는 컴포넌트. - 전기 기계를 위한 컴포넌트로서,
상기 컴포넌트는,
- 하우징(2),
- 상기 하우징(2) 내부에 배치되는 중공 실린더형 활성 파트(hollow cylindrical active part)(3), 및
- 상기 하우징(2)에 각각 접속되며 그것의 팁(5)이 각각 상기 하우징(2)으로부터 방사상 내향으로 가리키는 적어도 하나의 레그(4)
를 포함하는 고정자(stator)로서 설계되는 컴포넌트에 있어서,
상기 컴포넌트는 적어도 하나의 각자의 접속 엘리먼트(6) 및 적어도 하나의 각자의 체결 엘리먼트(7)를 가지고,
상기 활성 파트(3)는 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)의 각자의 제1 단부(9) 및 상기 각자의 레그(4)의 각자의 팁(5)을 수용하기 위한 방사상 외향인 개방 슬롯(8)을 각각 가지고,
상기 각자의 슬롯(8), 상기 각자의 레그(4) 및 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)는, 상기 각자의 체결 엘리먼트(7)에 의한 상기 각자의 레그(4)에 대한 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)의 각자의 제2 단부(10)의 영역에서의 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)의 고정에 의해 상기 활성 파트(3)에 대한 상기 각자의 레그(4)의 그리고 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)의 형상-맞춤 접속이 획득될 수 있도록 설계되는 것을 특징으로 하는 컴포넌트. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 각자의 체결 엘리먼트(7)에 의한 상기 각자의 레그(4)에 대한 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)의 고정은 기계적으로 분리가능한 접속으로서 설계되는 컴포넌트. - 제3항에 있어서,
상기 각자의 체결 엘리먼트(7)는 리벳(rivet) 또는 볼트(bolt)로서 설계되는 컴포넌트. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 각자의 슬롯(8)은 둘레 방향으로 그것의 각자의 슬롯 바닥(11)쪽으로 적어도 섹션별로 넓어지는(widen out) 컴포넌트. - 제5항에 있어서,
상기 슬롯(8)은 적어도 섹션별로 도브테일-형상인(dovetail-shaped) 컴포넌트. - 제5항에 있어서,
상기 각자의 레그(4)는 상기 각자의 슬롯(8)의 제1 측방 표면(13)에 할당되는 적어도 측방 표면(12)의 영역에서 그것의 팁(5)쪽으로 둘레 방향으로 넓어지는 컴포넌트. - 제5항에 있어서,
상기 각자의 접속 엘리먼트(6)는 상기 각자의 슬롯(8)의 제2 측방 표면(15)에 할당되는 적어도 측방 표면(14)의 영역에서 그것의 각자의 제1 단부(9)쪽으로 둘레 방향으로 넓어지는 컴포넌트. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 각자의 접속 엘리먼트(6)는, 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)의 두 단부들(9, 10) 사이에, 각자의 레그(8)에 대향하는 측면 상에, 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)의 조립된 상태로 상기 각자의 레그(4)를 누르는(bear on) 피벗점(pivot point)(16)을 가지고,
상기 각자의 접속 엘리먼트(6)는 더 짧은 제1 레버 암(lever arm)(17) 및 더 긴 제2 레버 암(18)을 가지고,
상기 제1 레버 암(17)은, 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)가 상기 슬롯(8) 내의 상기 활성 파트(3)를 누르는 적어도 하나의 제1 접촉점(19)과 상기 피벗점(16) 사이의 유효 길이이고,
상기 제2 레버 암(18)은, 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)가, 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)의 상기 각자의 제2 단부(10)의 영역에서 상기 각자의 체결 엘리먼트(7)에 의해 상기 각자의 레그(4)에 고정되는 적어도 하나의 제2 접촉점(20)과 상기 피벗점(16) 사이의 유효 길이인 컴포넌트. - 제9항에 있어서,
상기 제2 레버 암(18)의 길이 대 상기 제1 레버 암(17)의 길이의 비는 적어도 5:1 또는 10:1인 컴포넌트. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 컴포넌트는, 상기 각자의 레그(4)가 상기 활성 파트(3)에 대해 방사 방향으로 및/또는 둘레 방향으로, 중심에 있을 수 있도록 설계되는 컴포넌트. - 제11항에 있어서,
상기 각자의 접속 엘리먼트(6)가 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)의 각자의 제2 단부(10)의 영역에서, 상기 각자의 체결 엘리먼트(7)에 의해 상기 각자의 레그(4)에 고정되는 제2 접촉점(20)의 영역 내의 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)와 상기 각자의 레그(4) 사이에는 적어도 하나의 조정 엘리먼트(21)가 배치되는 컴포넌트. - 제1항 또는 제2항에 따른 적어도 하나의 컴포넌트를 가지는 전기 기계.
- 제1항에 따른 컴포넌트를 조립하기 위한 방법으로서,
- 샤프트(1) 또는 하우징(2) 및 상기 샤프트(1) 또는 하우징(2)에 접속되는 각자의 레그(4)를 준비시키는 단계,
- 활성 파트(3)의 각자의 개방 슬롯(8) 내에 각자의 레그(4)의 각자의 팁(5)을 배치하는 단계,
- 상기 활성 파트(3)의 각자의 슬롯(8) 내에 각자의 접속 엘리먼트(6)의 각자의 제1 단부(9)를 배치하는 단계,
- 각자의 체결 엘리먼트(7)에 의한 각자의 레그(4)에 대한 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)의 각자의 제2 단부(10)의 영역에서의 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)의 고정에 의해 형상-맞춤 방식으로 상기 각자의 레그(4) 및 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)를 상기 활성 파트(3)에 접속시키는 단계
를 포함하는 방법. - 제1항 또는 제2항에 따른 컴포넌트에 대한 서비스 방법(servicing method)으로서,
- 각자의 체결 엘리먼트(7)에 의해 각자의 레그(4)에 대한 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)의 각자의 제2 단부(10)의 영역에서의 각자의 접속 엘리먼트(6)의 고정을 풀어냄으로써 상기 각자의 레그(4) 및 상기 각자의 접속 엘리먼트(6)의 상기 활성 파트(3)로의 형상-맞춤 접속을 푸는 단계,
- 상기 활성 파트(3)의 적어도 하나의 파트를 교환 및/또는 수리하는 단계,
- 상기 교환되는 활성 파트를 대체하는 활성 파트(3)를 사용하여 그리고/또는 상기 수리된 활성 파트(3)를 사용하여 제14항에 따른 방법을 수행하는 단계
를 포함하는 서비스 방법. - 제4항에 있어서,
상기 각자의 체결 엘리먼트(7)는 압축 피팅(compression fitting)을 위해 설계되는 컴포넌트.
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